[發明專利]一種煤粉的流化床干餾方法與裝置

有效

• 申請號: 201310210274.9
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN104178228A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 樊麥躍;王文柯;湯海濤;陳曼橋;張亞西;武立憲;黃延召;陳章淼
• 申請（專利權）人: 中石化洛陽工程有限公司;中石化煉化工程(集團)股份有限公司
• 主分類號: C10J3/66
• 分類號: C10J3/66;C10J3/62;C10J3/84;C10B49/22;C10B53/04;C10B57/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明屬于煤粉干餾技術領域，涉及一種煤粉的流化床干餾方法與裝置。

背景技術

我國快速增長的原油需求拉動了原油進口量的快速增長，對外依存度不斷提高，對我國的能源安全保障帶來了很大的隱患，因此尋找替代能源就很有必要。煤化工與石油化工具有相互替代性，發展新型煤化工可以作為石油化工的補充。煤化工是指以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程；主要包括煤的氣化、液化、干餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。

煤干餾技術是煤化工的重要過程之一。煤低溫干餾可以提取低溫焦油，并生產半焦和低溫焦爐煤氣。焦油產率較高，成分以烷烴為主，能進一步加工出高級液態燃料(例如汽油、柴油等車用燃料)和化工原料；半焦可用作固體燃料或氣化原料，煤氣則是良好的燃料和化學合成原料。因而煤的低溫干餾使煤粉和劣質煤得到了合理的利用。煤干餾技術可分為移動床干餾、流化床干餾等。其中煤粉的流化床干餾是將塊狀的煤粉碎為細粉(粒徑≤3mm)，與高溫固體熱載體(煤灰)或高溫氣體熱載體在流化狀態下直接接觸傳熱并發生熱分解反應的過程；具有熱強度高、干餾速度快、油氣停留時間短、氣固可快速分離等特征，是一種較好的煤炭加工利用方式。

中國專利CN101328415A公開了一種活塞式流化床低溫干餾工藝方法，可以用于煤粉的干餾。該工藝方法利用提升管流化催化裂化裝置原理，以提升管反應器為干餾反應器，以催化劑再生器為高溫水煤氣發生器，以高溫水煤氣為干餾原料的流化介質和熱載體。將干餾原料輸送到提升管流化床反應器中進行干餾反應，反應后油氣進行分離得到干餾產品。干餾半焦進入水煤氣發生器，干餾半焦中的碳、空氣中的氧和水蒸汽進行氧化及水煤氣反應，得到水煤氣。該工藝方法主要存在以下不足：(1)采用高溫水煤氣(約620～900℃)作為干餾過程的流化介質和熱載體，需要用氣體壓縮機將高溫水煤氣從水煤氣發生器輸送到提升管干餾反應器。輸送高溫水煤氣會對氣體壓縮機提出更高的材質要求；另外氣體壓縮機始終處于高苛刻運轉狀態，將影響到干餾裝置的長周期運轉。(2)壓縮空氣和水蒸汽同時進入高溫水煤氣發生器的底部，在同一區域與干餾半焦同時進行燃燒反應和水煤氣反應，造成兩種反應之間相互影響；燃燒和水煤氣反應不能充分進行，會造成從干餾半焦生成水煤氣的產率降低。

發明內容

本發明的目的是提供一種煤粉的流化床干餾方法與裝置，以解決現有的煤粉流化床干餾技術所存在的需要使用氣體壓縮機輸送干餾過程所需的高溫流化介質和氣體熱載體、燃燒反應和水煤氣反應在同一區域同時進行而相互影響的問題。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案是：一種煤粉的流化床干餾方法，其特征在于：該方法依次包括如下步驟：

A.粉碎后的煤粉原料經煤粉進料管進入混合管，煤灰煤氣分離器內煤灰密相床中的一部分高溫煤灰經高溫煤灰輸送管進入混合管，煤粉原料與高溫煤灰在混合管內混合后由混合管的出口進入床層式流化床干餾反應器，煤粉原料在干餾密相床中進行干餾反應，生成干餾油氣和煤粉半焦，干餾油氣經設于床層式流化床干餾反應器內的第一組旋風分離器分離出煤粉半焦與煤灰的混合物后由床層式流化床干餾反應器頂部的油氣出口管流出，干餾密相床中煤粉半焦與煤灰的混合物向下流動，進入設于床層式流化床干餾反應器下方的汽提器，向汽提器內通入汽提水蒸汽，汽提出煤粉半焦與煤灰的混合物所夾帶的油氣；

B.在汽提器內汽提后的煤粉半焦與煤灰的混合物經斜管進入氣化燃燒器，與經噴嘴通入氣化燃燒器內的氧氣進行燃燒反應，燃燒后生成的一氧化碳、二氧化碳連同霧化水蒸汽攜帶著經過部分燃燒的煤粉半焦與煤灰的混合物向上流動，進入提升管氣化反應器；

C.在提升管氣化反應器內，進入提升管氣化反應器內的經過部分燃燒的煤粉半焦與煤灰的混合物與霧化水蒸汽和通入提升管氣化反應器內的氣化水蒸汽沿提升管氣化反應器上行進行水煤氣反應，生成的煤氣和高溫煤灰進入煤灰煤氣分離器；

D.在煤灰煤氣分離器內，煤氣和高溫煤灰在第二組旋風分離器內進行氣固分離，分離出的煤氣由煤灰煤氣分離器頂部的煤氣出口管流出。